Turtlebot2 + RplidarA2（一）Gmapping手动建图

实验准备

根据课程要求，本实验涉及的设备及软件环境如下：

1. 带有Kobuki底盘的Turtlebot2移动机器人
2. Rplidar-A2激光雷达
3. 一台可放置在机器人上方的笔记本电脑（本实验并未采用上网本-工作站双计算机远程控制，而是将全部的功能包配置到一台计算机中，在其中执行全部命令）
4. Ubuntu16.04操作系统（物理机、虚拟机均可），注意换国内镜像源
5. ROS Kinetic版本

1.安装Turtlebot2底盘驱动

这一步骤将使Turtlebot2机器人的底盘能够正常启动、运行，使之能进行移动。

1.1安装对应版本的底盘驱动

$ sudo apt-get update
$ sudo apt-get install ros-kinetic-turtlebot

1.2安装turbot功能包集

$ makedir -p ~/catkin_ws/src
$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/ncnynl/turbot
$ cd …
$ catkin_make

接下来的Gmapping建图实验主要用到其中的turbot_bringup turbot_slam turbot_rviz等功能包。

1.3安装turtlebot_apps功能包集

$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/ncnynl/turtlebot_apps
$ cd …
$ catkin_make

其中的turtlebot_navigation是本实验所需的关键功能包。

1.4Turtlebot底盘测试

完成上面的软件安装并保证硬件端口连接的情况下，可以通过下面的命令检查kobuki端口连通情况：

$ ls /dev/kobuki

如果当前设备中未显示kobuki，则执行如下命令：

$ rosrun kobuki_ftdi create_udev_rules

并重新拔插底盘连接到笔记本的USB串口线，再次执行检查命令，可以看到显示有kobuki连接。

此后，执行如下命令启动底盘：

$ roslaunch turbot_bringup minimal.launch

如果底盘成功驱动，会播放一串开机音乐。
打开一个新终端，执行命令：

$ rosrun turbot_tools test_move

如果小车缓慢向前移动，则证明安装底盘驱动的步骤成功完成。

2.安装Rplidar A2雷达驱动

这一步骤将使机器人上的Rplidar A2激光雷达能够正常启动、运行，感知周围环境。

2.1安装雷达驱动

$ cd ~/catkin_ws/src
$ git clone https://github.com/robopeak/rplidar_ros
$ cd …
$ catkin_make

2.2设置USB串口权限

此步骤非常关键，忽略的话会导致雷达不能运行。执行命令：

$ sudo gedit /etc/udev/rules.d/70-ttyusb.rules

在打开的界面中输入如下内容并保存：

$ KERNEL==“ttyUSB[0-9]*”, MODE=“0666”

执行如下命令查看权限，包含两个 rw 即可：

$ ls -l /dev |grep ttyUSB*

2.3配置环境

执行如下命令，对工作空间路径、雷达别名进行配置：

$ echo “export TURTLEBOT_LASER_SENSOR=rplidar” >> ~/.bashrc
$ echo “source /home/ubu/turbot_ws/devel/setup.bash” >> ~/.bashrc
$ roscd rplidar_ros
$ ./scripts/create_udev_rules.sh

2.4雷达驱动测试

此前下载安装的雷达驱动中包含了3个launch文件，可以通过rplidar.launch测试雷达：

$ roslaunch rplidar_ros rplidar.launch

雷达开始旋转运行则证明安装成功。终止此进程之后，可以再通过turbot功能包测试雷达：

$ roslaunch turbot_tools rplidar.launch
$ roslaunch turbot_tools test_rplidar.launch

若Rviz可视化界面打开并呈现出雷达扫描的点云，则证明安装成功。

3.Gmapping手动建图

接下来调用功能包完成Gmapping手动二维建图，分别打开4个新终端执行如下命令：

1.启动机器人底盘：

$ roslaunch turbot_bringup minimal.launch

2.调用Gmapping算法，启动雷达、构建地图：

$ roslaunch turbot_slam laser_gmapping_demo.launch

3.启动rviz，可视化实时建图情况：

$ roslaunch turbot_rviz nav.launch

4.启动键盘控制（需要将光标聚焦到该终端），控制机器人移动建图：

$ roslaunch turbot_teleop keyboard.launch

将建好的地图保存到指定文件夹（如 ~/map）：

$ rosrun map_server map_saver -f ~/map/rplidar_a2_gmapping

可以看到有两个后缀分别为.yaml和.pgm的文件在此位置。

基于Gmapping算法建图时，如果周围环境较为复杂，则其在Rviz界面中会呈现出大片杂乱的蓝紫色噪点，在导航等实验中极大地影响操作，因此后续我们尝试了Cartographer算法，它的实际效果很好。

参考文献

Turtlebot及相关软件安装
实现gmapping建图(Rplidar A2版)
Turtlebot + Rplidar A2使用Gmapping建图与导航